Газоструйные излучатели

Дозвуковая струя при числах Маха Мо = 0,15 - 0,93 облучалась высокоинтенсивным звуком (L = 170 дБ) с частотой = 14 кГц, число Рейнольдса изменялось в интервале Re = 2,1 10 -19,2 10 [2.3]. Схема экспериментальной установки показана на рис. 2.31. Газоструйный излучатель /, питаемый сжатым воздухом от компрессора, располагался в одном из фокусов эллиптического концентратора 2, срезанного в плоскости второго фокуса (F2). Во втором фокусе помещался срез воздушного сопла 3, через которое подавался воздух под давлением 0,02 - 0,7 атм, что соответствовало числу Маха истечения Мо = 0,15 - 0,93. Диаметр выходного сечения сопла d = 4 5 6 9 12 и 15 мм. Отработанный воздух из излучателя полностью удалялся из концентратора через пазы 4 и не влиял на исследуемую струю. [c.74]

Для исследования механизма образования возмущений в струе под действием звуковых волн были использованы газоструйные излучатели большой интенсивности (L = 170 дБ), что позволило при теневой съемке дозвуковой турбулентной струи (число Маха истечения Mq = 0,75) наблюдать не только вихри, образующиеся под действием звука, но и порождающие их звуковые волны [4.3,4.8]. При этом число Рейнольдса, определенное по диаметру сопла и скорости истечения, составило Re = 10 . Использование газоструйных излучателей большой интенсивности привело к тому, что периодическое возбуждение уже не было во времени гармоническим, а приобретало пилообразную форму (рис.4.6). [c.134]

Рис. 4.6. Осциллограммы (б) и спектры (в) газоструйного излучателя с эллиптическим концентратором (я) при разных расстояниях L.

Часть I настоящей книги посвящена газоструйным излучателям и, в частности, стержневым свисткам. Именно этот наиболее простой и эффективный тип излучателей сейчас позволяет получать мощности порядка киловатта при излучении в газовую среду. Наряду с описанием исследований физики процесса и выбора оптимальных режимов работы в части I [c.4]

ГАЗОСТРУЙНЫЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ ГАРТМАНА 1. Истечение газа из сопла [c.11]

Прежде чем приступить к описанию механизма генерации звука в газоструйных излучателях Гартмана, кратко рассмотрим процесс истечения газа (в частном случае — воздуха) из сосуда через суживающееся сопло. [c.11]

Рис. 12. Газоструйный излучатель I с кольцевым вторичным резонатором

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ГАЗОСТРУЙНЫХ ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ [c.25]

Прежде чем перейти к рассмотрению влияния различных параметров настройки газоструйного излучателя на его акустические характеристики и в первую очередь на излучаемую мощность и к. п. д., кратко остановимся на экспериментальных методах, используемых различными авторами для оценки работы генератора. [c.25]

Вследствие довольно сложной картины звукового поля, создаваемого газоструйным излучателем, наибольший интерес представляют те измерения, которые позволяют оценить общую излучаемую мощность. Однако подобного рода измерения наталкиваются на значительные трудности, ибо стандартные методы и приборы для непосредственного определения мощности акустической волны в газовой среде отсутствуют. Ни калориметрические, ни радиационные методы, позволяющие осуществлять подобные измерения, пока еще не вышли из стадии лабораторных разработок. [c.25]

Как правильно отметил в одной из своих работ Буше [2] ... определение акустической мощности является весьма сложной проблемой, поэтому, приводя значения мощности, полученные различными авторами, следует отсылать читателя к оригинальным статьям, так как необходимо непредубежденное критическое мнение читателя о методах, использованных при измерениях . Ввиду того, что разработкой и исследованиями газоструйных излучателей часто занимаются организации, недостаточно хорошо знакомые с методикой акустических измерений, результаты, полученные различными авторами, оказываются трудно сопоставимыми, а иногда и противоречивыми. Все это затрудняет выбор и наладку газоструйных излучателей, а также вносит неоднозначность в определение оптимальных режимов технологической аппаратуры. [c.25]

Рис. 15. Радиометр для измерений газоструйных излучателей

Рпс. 22. Спектр излучения газоструйного излучателя ГСИ-2 [c.37]

В случае синусоидального сигнала частота определяется с помощью микрофона или пьезоэлектрического датчика давления и электронного частотомера. Так как газоструйные излучатели, как правило, создают звуковое поле, содержащее кроме основной частоты еще несколько гармоник (рис. 22), то для правильного измерения частоты необходимо воспользоваться анализатором спектра, или спектрометром. [c.37]

Кроме того, на генерацию звука, по-видимому, существенно влияет движение газа в резонансной полости. Этот вопрос еще совсем не исследовался применительно к газоструйным излучателям, хотя в последнее время движению газа в узких резонансных трубках начинает уделяться внимание [39] в связи с необходимостью решения некоторых гидродинамических задач. [c.41]

Большая работа, проведенная Одесским политехническим институтом по разработке и исследованию газоструйных излучателей [28, 51, 52], позволила создать целую серию различных генераторов, работающих в пределах частот от 4 кгц и до высоких звуковых. Наибольшее распространение в излучателях конструкции ОПИ получили системы с перпендикулярным расположением оси сопло — резонатор по отношению к камере озвучивания. Один из таких излучателей типа ГС-12 показан на рис. 32. Его отличительной особенностью является применение сопла с малым конусом схождения, позволяющим получить более равномерное поле скоростей в струе. [c.50]

Известно [66], что при совместной работе излучателей с малым внутренним сопротивлением в результате увеличения суммарного сопротивления излучения можно получить увеличение мощности, про- порциональное N . Однако таких результатов, применительно к газоструйным излучателям, никому получить пока не удалось. [c.55]

Очевидно, что с уменьшением угла Р потери в скачке снижаются, а в случае прямого скачка они оказываются максимальными. При этом потери сильно увеличиваются с увеличением безразмерной скорости перед скачком, поэтому в аэродинамике больших скоростей при появлении интенсивных плоских скачков стараются обеспечить торможение с помощью одного или нескольких косых скачков, обладающих меньшими потерями. Исходя из этих соображений, В. П. Куркин [31] предложил газоструйный излучатель, в котором плоский скачок уплотнения заменен косым. Для преобразования плоского скачка в косой в осесимметричном потоке обычно используется конус с углом 20 при вершине, поэтому излучатель с косым скачком уплотнения по своей конструкции отличается от обычного свистка Гартмана лишь введением струи конического препятствия по оси (рис. 39). [c.57]

Так как для газоструйных излучателей диапазон изменений безразмерной скорости лежит в пределах 1,2—1,7, то имеет смысл применять конические препятствия с углом при вершине 20, не превышающим 40°. При использовании конуса с углом больше критического скачок отходит от острия конуса и приобретает криволинейную форму, а значение угла Р возрастает, вследствие чего потери энергии в скачке возрастают. [c.58]

Влияние угла рассекателя на работу газоструйного излучателя с косым скачком [c.59]

В заключение оценим предельно возможное значение к. п. д. газоструйного излучателя Гартмана, считая что вся кинетическая энергия струи за скачком преобразуется в акустическую энергию. Из формулы (55) или графиков, представленных на рис. 40, б, видно, что для реально применяемых в излучателях числах Маха эта величина лежит в пределах 20—45 %, причем большие величины п соответствуют меньшим значениям Очевидно, что достичь такого теоретического значения к. п. д. на практике невозможно, так как в формуле (55) не учитывалось внутреннее трение в газе, трение газа о стенки резонатора и потери энергии при отражениях от дна резонатора и скачка уплотнения. [c.66]

В последнее время появился целый ряд работ, посвященных исследованиям различных модификаций газоструйных излучателей стержневого типа. Однако до сих пор еще нет сообщений о методике расчета такого рода генераторов и, в частности, о зависимости частоты излучения от различных параметров настройки и конструктивных особенностей устройства. [c.68]

В процессе разработки газоструйного излучателя, предназначенного для промышленного использования, мы измерили параметры как свободной струи, так и деформированной струи, в которую был введен центральный стержень, а также отражающая поверхность. Как показали полученные результаты, гидродинамические характеристики струи в значительной мере определяют акустические характеристики газоструйного излучателя. [c.68]

Существует еще одно интересное обстоятельство, которое вытекает из анализа графиков рис. 47. Если определить величину выходного отверстия сопла для определенного значения До, но при различных соотношениях между с и ст (проведя горизонтальную линию для интересующего нас значения До), то оказывается, что с увеличением диаметров сопла и стержня площадь поперечного сечения струи, а значит, и кинетическая энергия струи увеличиваются. Это дает возможность предполагать, что с увеличением с и ст, при неизменной величине До, а следовательно, и частоты колебаний газоструйного излучателя, можно увеличить мощность излучения. С другой стороны, при неизменном расходе воздуха в стержневых системах можно значительно повысить частоту колебаний по сравнению с генератором Гартмана это весьма существенный фактор, если учесть, что для генератора Гартмана мощность резко уменьшается с увеличением частоты [49]. [c.71]

До сих пор мы рассматривали в качестве препятствия, деформирующего струю,—диск. Но в газоструйных излучателях для увеличения мощности колебаний вместо диска используются цилиндрические резонаторы с плоским дном, поэтому представляло интерес исследовать распределение статического давления в струе в присутствии резонирующей камеры, тем более, что с точки зрения резонансной гипотезы возникновения генерации оставалось непонятным изменение частоты колебаний при постоянном значении параметра А, т. е. при фиксированном расстоянии от сопла до дна резонатора, но при меняющихся величинах I и к. [c.73]

Чтобы завершить рассмотрение влияния различных факторов на частоту возбуждения газоструйного излучателя, следует еще остановиться на влиянии рабочего давления. Мы уже отмечали, что длина ячейки увеличивается с повышением давления в сопле. Физически это связано с тем, что при увеличении скорости истечения вне сопла возникшие возмущения (см. гл. 1) все сильнее сносятся потоком и волны разрежения пересекаются со стержнем все дальше от сопла. Однако напрашивающееся объяснение повышения частоты при увеличении давления приближением скачка к резонатору при проверке оказалось ошибочным. Как показали измерения, в случае струи, деформированной резонатором, при изменении давления(в отличие от свободной струи) положение скачка не меняется, но зато сильно изменяются распределение давления за скачком и его абсолютные значения. [c.85]

Преимущества стержневой конструкции газоструйного излучателя очевидны. Поэтому не удивительно, что зарубежные фирмы, разрабатывающие аппаратуру для акустической интенсификации производственных процессов, выпустили ряд моделей генератора именно этого типа. [c.97]

Совместная работа Акустического института АН СССР и Научно-исследовательского технологического института по исследованию и разработке газоструйных излучателей привела к созданию нескольких вариантов стержневых свистков (ГСИ-2, ГСИ-3 и ГСИ-4). Так как основные параметры их настройки мало отличаются друг от друга и в основном освещены в предыдущих параграфах, а конструктивно они отличаются лишь методом выброса отработанного воздуха, то более подробно мы их рассмотрим в гл. 6, посвященной методам разделения акустической энергии от сопутствующего воздушного потока. [c.100]

Для импульсной работы стержневого газоструйного излучателя метод механического прерывания струи, предложенный в работе [62], неприменим, но модуляции звука в стержневых конструкциях можно легко добиться, периодически удаляя донышко от резонатора с помощью центрального стержня и кулачкового механизма [80]. Когда донышко прижато к резонатору, наблюдается генерация звука, а когда оно отодвинуто от корпуса резонатора и воздух вытекает через образовавшуюся щель,— происходит срыв генерации. Используя дополнительную электромагнитную систему, можно обеспечить работу излучателя в телеграфном режиме. [c.101]

Все излучатели, в которых используется сжатый воздух, имеют общий недостаток — в них трудно получить акустическую энергию в чистом виде. В чистом виде — это значит без сопровождающего потока отработанного газа, который принципиально необходим для возбуждения акустических колебаний в любых аэродинамических преобразователях, ибо попадание в озвучиваемый объем отработанного воздуха крайне нежелательно. При использовании свистков в технологических целях обработке подвергается газ (или смесь газов) заданного состава с определенными физико-химическими параметрами, поэтому введение дополнительного газа может сильно изменить технологический режим (температуру, влажность, состав газа), ухудшить качество получаемого продукта или вызвать образование взрывоопасных смесей. Одной из важнейших проблем при конструировании аппаратуры для акустической обработки газовых сред, таким образом, является нахождение наиболее рационального метода удаления из камеры озвучивания отработанного газа, вышедшего из газоструйного излучателя. [c.101]

Нестационарные течения среды вызывают генерацию звука. Периодич. срыв вихрей за плохо обтекаемым телом порождает вихревой звук. При натекании струи на препятствие может возникнуть т.н. клиновый тон, это явление используется в газоструйных излучателях. Интенсивный звук генерируется высокоскоростными турбулентными течениями. Наир., интенсивность авука, порождаемого реактивной струёй стартовой ступени ракеты, достигает 150 дБ на расстоянии 100 м. Прикладные проблемы А. д. с., связанные с аэродинамич. генерацией звука в высокоскоростных потоках, составляют предмет аэроакустики. [c.42]

Для исследования этого случая был использован высокочастотный газоструйный излучатель, в котором источником шума служила щелевая струя, истекающая при сверхкритических перепадах давления и натекающая на резонатор [3.3]. Излучатель располагался таким образом, что его ось была перпендикулярна оси исходной струи, т.е. осуществлялось поперечное облучение струи. При этом удалось получить уровни излучаемого звука L = 140 дБ при частоте /д = 16000 Гц при скорости истечения струи щ = 250 м/с и диаметре сопла d = 0,115 м это соответствует числу Стру-халя Stj, яз 7,3. Как показывают представленные на рис. 3.11 третьокгавные спектры шума струи, измеренные при = 30°, 60°, 90°, высокочастотное облучение привело не к снижению, а к повышению широкополосного шума [c.119]

Рассмотрим некоторые результаты экспериментального исследования воздействия внешнего источника акустических возмущений на сверхзвуковые неизобарические струи. При помощи теневой фотосъемки изучалось поперечное акустическое облучение струи [7.10], истекающий из конического сопла, от газоструйного излучателя (Мо = 2,0, степень нерасчетности п = 0,5-2,0, / = 5-11 кГц, d = 0,02 м). Излучатели располагались на различных расстояниях от оси струи. Уровень звукового давления на срезе сопла L = 156 дБ. Воздействию звука подвергались в основном ближняя к излучателю граница струи. На рис. 7.2 приведена зависимость угла по-лураствора а , ближней границы струи от относительной интенсивности звука, равной отношению интенсивности звука в падающей волне на кромке сопла в отсутствие струи к полному давлению в струе на срезе сопла (Pд ) / /po. На рис.7.2 1,11,111 соответствуют / = 6,5, 8,5 кГц и 11,8 кГц, позициям 1-5 соответствуют степени нерасчетности п = 0,5 0,7 1,0 1,5 и п = 2. Важно отметить, что в указанных экспериментах влияния частоты внешнего воздействия на расширение сверхзвуковой струи не было обнаружено. [c.181]

Для вьтяснения возможности управления структурой и спектром шума сверхзвуковых струй были исследованы изменения, которые происходят в них при внешнем высокоинтенсивном акустическом воздействии на различных частотах [7.7]. Струи истекали из осесимметричных и плоских сопел при Мо = 1,2 - 2,5. Их кинетическая энергия изменялась в диапазоне VFo = 1,74 - 47 кВт. Воздействие звука обеспечивось двумя газоструйными излучателями, которые перекрывали диапазон частот от 10 до 19,5 кГц и имели мощности = 140 и 320 Вт. Источники звука устанавливались в фокусе эллиптического концентратора Oi с эксцентриситетом 0,5. Второй фокус концентратора был направлен на ось струи в точку (рис.7.3), отстоящую от среза сопла на расстояние I. Звуковое давление в точке О2 было равно 170 - 176 дБ. [c.182]

Генерация звуковых колебаний в излучателях гартмановского типа тесно связана с эффектами, возникающими в сверхзвуковых струях. Поэтому для лучшего понимания процессов, происходящих в газоструйных излучателях, мы кратко остановимся на особенностях струи, скорость которой превышает скорость звука. [c.11]

Заканчивая рассмотрение процессов, происходящих в струе при ее торможении, следует отметить, что возникновение прямого скачка уплотнения приводит к необратимым потерям энергии. При переходе через скачок энтропия газа возрастает, следовательно, имеет место низкий к.п.д. преобразования энергии струи в энергию упругих колебаний. В газодинамических устройствах снижение подобных потерь энергии осуществляется преобразованием плоского скачка в серию косых скачков уплотнения с помощью клино- или конусообразных рассекателей. Такой метод увеличения к. п. д. применительно к газоструйным излучателям был предложен В. П. Куркиным [31] (см. гл. 4). [c.20]

НИИ кривой рис. 20 [48]. Для низких частот, когда кг = - < 1,что обычно имеет место в газоструйных излучателях, величина поправки а =0,613 очень хорошо совпадает с данными Гельмгольца (а = 0,6) с повышениш частоты ее значение почти линейно уменьшается. [c.34]

В большинстве случаев при использовании газоструйных излучателей необходимо направленное излучение или, во всяком случае, излучение в полупространство. Поэтому для создания однонаправленного пучка звуковой энергии используются разного рода отражатели. [c.44]

Рис. 28. Газоструйный излучатель с фигурным отражающим донышком и экспоненциальным рзгпором [26]

В табл. 10 даны технические характеристики некоторых многосвистковых газоструйных излучателей. [c.55]

На наш взгляд, предложение Грегуша вполне разумно, особенно если рассматривать к.п.д. не отвлеченно, а с позиций промышленного использования того или иного типа излучателя. Однако ввиду того, что газоструйные излучатели типа Гартмана и его модификации всегда работают при Ро 0,9 ати (в том числе и излучатель с косым скачком) и требуют в связи с этим использования компрессора, то для сравнения таких преобразователей между собой вполне допустимо применять не полный, а механо-акустический к.п.д., который мы и будем использовать в дальнейшем. [c.63]

Имеются сообщения [83, 84], что с помощью резонансных металлических мембран, являющихся частью газоструйного генератора (дном резонансной камеры, как это показано на рис. 72), можно добиться получения значительных интенсивностей за мембраной. Так, на частоте 5 кгц, при полном разделении предварительной и озвучиваемой камер, была получена интенсивность около 1 вт1см . Однако никаких данных о длительности работы такой системы и о ее устойчивости приведено не было. Аналогичные устройства были использованы для передачи акустических колебаний из газовой среды в жидкую [85], хотя, как и следовало ожидать, коэффициент передачи энергии оказался очень незначительным (0,34%). Следует полагать, что при высокой добротности диафрагмы, работающей в воздухе, коэффициент передачи будет сильно зависеть от возможности поддержания вполне определенной рабочей частоты, что для газоструйных излучателей весьма затруднительно. В связи с этим разными авторами предприняты попытки использовать для удаления воздуха несколько иной принцип. [c.103]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...